DE10308577A1

DE10308577A1 - Electrically-operated disc brake has differential reduction gearing between electric motor and motion converter used for operation of brake pads

Info

Publication number: DE10308577A1
Application number: DE10308577A
Authority: DE
Inventors: Jun Watanabe; Yukio Ohtani
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2003-10-16
Also published as: US6880680B2; US20040035654A1

Abstract

The disc brake (1) has an electric motor (9), a differential reduction gearing (10) and a motion converter (12), for converting a rotary movement into a linear movement for pressing a brake pad (5,6) against a brake disc (2), for providing the braking force. The reduction gearing has an eccentric shaft (20) coupled to the rotor (17) of the electric motor, supporting a cogwheel element (21) with external teeth (23) cooperating with a Flexed internally toothed cog ring (25) and output teeth (24) cooperating with a cog ring (28) which drives the motion converter.

Description

Background of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse, die eine Drehbewegung eines elektrischen Motors in eine lineare Bewegung umwandeln kann, um Bremsklötze gegen einen Scheibenrotor zu drücken und dadurch eine Bremskraft zu erzeugen. The present invention relates to an electrical actuatable disc brake that rotates a electric motor into a linear motion, to press brake pads against a disc rotor and thereby generating a braking force.

Eine elektrisch betätigbare Scheibenbremseneinrichtung ist bereits bekannt, bei welcher eine Drehbewegung eines elektrischen Motors in eine lineare Bewegung eines Kolbens umgewandelt wird, und zwar unter Verwendung eines Bewegungsumwandlungsmechanismus wie beispielsweise eines Kugelschraubenmechanismus, eines Kugelrampenmechanismus, etc., um es dem Kolben zu ermöglichen, Bremsklötze gegen einen Scheibenrotor zu drücken und dadurch eine Bremskraft zu erzeugen. Bei der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse wird eine auf ein Bremspedal aufgebrachte Pedalkraft des Fahrers (oder ein Betrag der Auslenkung des Bremspedals) durch einen Sensor erfasst, und auf der Basis des erfassten Werts steuert eine Steuerung die Drehung des elektrischen Motors, um dadurch eine gewünschte Bremskraft zu erhalten. An electrically actuated disc brake device is already known, in which a rotational movement of a electric motor in a linear movement of a piston is converted using a Motion conversion mechanism such as one Ball screw mechanism, a ball ramp mechanism, etc. to allow the piston to brake against to press a disc rotor and thereby apply a braking force produce. With the electrically operated disc brake a driver's pedal force applied to a brake pedal (or an amount of brake pedal deflection) by one Sensor senses, and controls based on the sensed value a control to rotate the electric motor thereby obtaining a desired braking force.

Um das Drehmoment eines elektrischen Motors einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse zu verstärken, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden bezüglich einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse, bei welcher ein Reduktionsmechanismus zwischen einem elektrischen Motor und einem Mechanismus zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung vorgesehen ist. Beispielsweise beschreibt die ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2001-263395 eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse mit einem Differential-Reduktionsmechanismus, bei welchem Planetenräder und ein Oldham-Mechanismus in Kombination verwendet werden. To the torque of an electric motor an electric Actuating disc brakes are different Proposals have been made regarding an electric actuatable disc brake, in which a Reduction mechanism between an electric motor and a mechanism for converting a rotary motion into a linear movement is provided. For example, describes the Japanese unexamined patent application publication No. 2001-263395 an electrically operated disc brake with a differential reduction mechanism in which Planet gears and an Oldham mechanism in combination be used.

Bei dieser elektrisch betätigbaren Scheibenbremse ist der Differential-Reduktionsmechanismus so angeordnet, dass eine exzentrische Platte drehbar an einer exzentrischen Welle angebracht ist, die mit einem Rotor eines Motors verbunden ist, befestigte Stifte sind durch in der exzentrischen Platte ausgebildeten Öffnungen hindurch eingesetzt, und externe Zähne der exzentrischen Platte kämmen mit internen Zähnen einer Drehscheibe eines Kugelrampenmechanismus. Mit dieser Anordnung führt die exzentrische Platte, wenn die exzentrische Welle gedreht wird, eine orbitale Bewegung durch, ohne an ihrer Mittelachse zu drehen, und sie betreibt so die Drehscheibe des Kugelrampenmechanismus mit einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis. In this electrically operated disc brake is the Differential reduction mechanism arranged so that a eccentric plate rotatable on an eccentric shaft attached, which is connected to a rotor of a motor attached pins are through in the eccentric plate trained openings inserted through, and external Eccentric plate teeth mesh with internal teeth a turntable of a ball ramp mechanism. With this Arrangement guides the eccentric plate when the eccentric shaft is rotated, an orbital movement through without turning on its central axis and it operates so the turntable of the ball ramp mechanism with one predetermined reduction ratio.

Die oben erwähnte Patentschrift beschreibt auch einen Differential-Reduktionsmechanismus mit einem Zykloid- Kugeltechanismus und einem Oldham-Mechanismus unter Verwendung von ringförmigen Nuten und Kugeln. Dieser Mechanismus übt die gleichen Arbeitseffekte aus wie der oben beschriebene Differential-Reduktionsmechanismus. The patent mentioned above also describes one Differential reduction mechanism with a cycloid Ball mechanism and an Oldham mechanism under Use of annular grooves and balls. This Mechanism has the same work effects as the one above described differential reduction mechanism.

Die in dem oben genannten Patent beschriebene elektrisch betätigbare Scheibenbremse hat jedoch die folgenden Probleme. Die exzentrische Platte und die Stifte, die den Oldham- Mechanismus bilden, sind aufgrund der Notwendigkeit, eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen, in der Herstellung recht teuer. Obwohl eine große Festigkeit erforderlich ist, um einer starken Belastung während des Bremsens zu widerstehen, ist es außerdem schwierig, die Festigkeit des Oldham-Mechanismus aufgrund seines Aufbaus zu steigern. The electrical described in the above patent However, the actuatable disc brake has the following problems. The eccentric plate and the pins that the Oldham Mechanism are due to the need to create one Achieve high machining accuracy in manufacturing quite expensive. Although great strength is required, to a heavy load during braking resist, it is also difficult to maintain the strength of the Oldham mechanism to increase due to its construction.

Bei dem Differential-Reduktionsmechanismus mit einem Zykloid- Kugelmechanismus und einem Oldham-Mechanismus ist ebenfalls eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erforderlich. Insbesondere sind die Anforderungen für die axiale Dimensionsgenauigkeit sehr streng, was in praktischer Hinsicht zu Problemen führt. In the differential reduction mechanism with a cycloid Ball mechanism and an Oldham mechanism is also available high machining accuracy required. In particular are the requirements for axial dimensional accuracy very strict, which leads to problems in practical terms.

Im Hinblick auf die oben genannten Tatsachen ist die vorliegende Erfindung gemacht worden. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse zu schaffen, die einen Reduktionsmechanismus mit einem einfachen Aufbau und ausreichender Festigkeit aufweist, der außerdem ein gewünschtes Reduktionsverhältnis schaffen kann. In view of the above facts, the present invention. It is a goal of present invention, an electrically actuated Disc brake to create a reduction mechanism with a simple structure and sufficient strength which also has a desired reduction ratio can create.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, schafft die 4 vorliegende Erfindung eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse mit einem elektrischen Motor; einem Reduktionsmechanismus zum Reduzieren der Drehung eines Rotors des elektrischen Motors; und einem Umwandlungsmechanismus zum Umwandeln der Drehung, die von dem Reduktionsmechanismus zur Verfügung gestellt wird, in eine lineare Bewegung, wobei Bremsklötze gegen einen Scheibenrotor mittels des Umwandlungsmechanismus gedrückt werden, um dadurch eine Bremskraft zu erzeugen, wobei der Reduktionsmechanismus folgendes aufweist: eine mit dem Rotor des Motors verbundene exzentrische Welle; ein drehbar an der exzentrischen Welle angebrachtes Zahnradelement mit einem Satz von externen Eingabezähnen und einem Satz von Ausgabezähnen, die dazu angepasst sind, einheitlich miteinander eine Drehung auszuführen; ein festes Ringzahnrad mit internen Zähnen, die dazu angepasst sind, mit den externen Eingabezähnen zu kämmen; und ein Ringzahnrad, das dazu angepasst ist, mit den Ausgabezähnen zu kämmen und den Umwandlungsmechanismus zu betätigen. In order to achieve the goal mentioned above, the 4th present invention an electrically actuated Disc brake with an electric motor; one Reduction mechanism for reducing the rotation of a rotor of the electric motor; and a conversion mechanism for Convert the rotation from the reduction mechanism to Is provided in a linear motion, whereby Brake pads against a disc rotor using the Conversion mechanism to be pressed to thereby create a Generate braking force using the reduction mechanism comprises: one connected to the rotor of the motor eccentric shaft; one rotatable on the eccentric shaft attached gear element with a set of external Input teeth and a set of output teeth are adjusted, a rotation uniformly with each other run; a fixed ring gear with internal teeth that are adapted to with the external input teeth comb; and a ring gear, which is adapted to with the Combing output teeth and the conversion mechanism too actuate.

Mit dieser Anordnung führt, wenn die exzentrische Welle einer exzentrischen Drehung unterliegt, der Satz von externen Eingabezähnen, die mit dem festen Ringzahnrad kämmen, d. h. das Zahnradelement, eine orbitale Bewegung aus. Aufgrund dieser orbitalen Bewegung des Zahnradelements betreibt der Satz von Ausgabezähnen das Ringzahnrad und erzeugt so eine Differentialbewegung zwischen dem Rotor des Motors und dem Zahnrad und erzielt ein vorbestimmtes Reduktionsverhältnis. With this arrangement, when the eccentric shaft leads to a subject to eccentric rotation, the set of external Input teeth that mesh with the fixed ring gear, d. H. the gear element, an orbital movement. by virtue of this orbital movement of the gear element operates the Set of output teeth the ring gear, thus creating one Differential movement between the motor rotor and the Gear and achieves a predetermined reduction ratio.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des festen Ringzahnrads gleich. In one embodiment of the invention, the number of Teeth of the set of external input teeth and the number the teeth of the fixed ring gear.

In dieser Anordnung arbeiten der Satz der externen Eingabezähne und das feste Ringzahnrad als Oldham- Mechanismus, und das Zahnradelement führt eine orbitale Bewegung aus, ohne an seiner Mittelachse zu drehen. In this arrangement the set of external ones work Input teeth and the fixed ring gear as Oldham Mechanism, and the gear element performs an orbital Movement without turning its central axis.

In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Satz von Ausgabezähnen externe Zähne auf. In another embodiment of the present invention the set of output teeth has external teeth.

Mit dieser Anordnung hat das Zahnradelement keine internen Zähne. Daher kann das Zahnradelement einfach ausgeformt und mit einem kleinen Durchmesser versehen werden. With this arrangement, the gear member has no internal ones Teeth. Therefore, the gear member can be easily molded and be provided with a small diameter.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des Satzes von Ausgabezähnen gleich. In a further embodiment of the present invention are the number of teeth of the set from external Input teeth and the number of teeth of the set of Output teeth the same.

In dieser Anordnung können die externen Eingabezähne und die Ausgabezähne des Zahnradelements integral miteinander gleichzeitig ausgeformt werden. In this arrangement, the external input teeth and the Output teeth of the gear element integral with each other be molded at the same time.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of an electrically actuatable disc brake according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 ist eine Frontansicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse der Fig. 1; Fig. 2 is a front view of the electrically actuated disc brake of Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1; Fig. 3 is a side view of the electrically actuated disc brake of Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Draufsicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1; Fig. 4 is a top view of the electrically actuated disc brake of Fig. 1;

Fig. 5 ist eine Rückansicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1; FIG. 5 is a rear view of the electrically actuated disc brake of FIG. 1;

Fig. 6 ist eine auseinandergebaute Ansicht eines Reduktionsmechanismus der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1; Fig. 6 is a disassembled view of a reduction mechanism of the electrically actuated disc brake of Fig. 1;

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des Reduktionsmechanismus der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1 entlang einer Ebene, die rechtwinklig zu den Achsen eines Satzes von externen Eingabezähnen und eines festen Ringzahnrads verläuft; Fig. 7 is a cross sectional view of the reduction mechanism of the electrically actuatable disc brake of Figure 1 taken along a plane perpendicular to the axes of a set of external input teeth and a fixed ring gear.

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des Reduktionsmechanismus der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1 entlang einer Ebene, die zu den Achsen eines Satzes von externen Ausgabezähnen und eines Ringzahnrads rechtwinklig verläuft. Fig. 8 is a cross-sectional view of the reduction mechanism of the electrically actuatable disc brake of FIG. 1 taken along a plane containing a set of output teeth and an external gear ring is perpendicular to the axes.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen genau beschrieben. The following is an embodiment of the present Invention described in detail with reference to the drawings.

Wie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt ist, ist bei einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse 1 ein Sattelkörper 3 auf einer Seite (im allgemeinen auf einer innere Seite bezüglich eines Fahrzeugkörpers) eines Scheibenrotors 2 angeordnet, der sich mit einem Rad (nicht dargestellt) zusammen drehen kann. Der Sattelkörper 3 ist integral mit einem im allgemeinen C-förmigen Klauenbereich 4 verbunden, der sich über den Scheibenrotor 2 hinüber zur anderen Seite des Scheibenrotors 2 erstreckt. Bremsklötze 5 und 6 sind auf entgegengesetzten Seiten des Scheibenrotors 2, d. h. zwischen dem Scheibenrotor 2 und dem Sattelkörper 3 bzw. zwischen dem Scheibenrotor 2 und einem distalen Endbereich des Klauenbereichs 4, angeordnet. Die Bremsklötze 5 und 6 sind mittels eines Trägers 7 gelagert, der relativ zu dem Fahrzeugkörper fixiert ist, so dass die Bremsklötze 5 und 6 in einer axialen Richtung des Scheibenrotors 2 beweglich sind und ein Bremsdrehmoment von dem Träger 7 aufgenommen wird. Gleitstifte 8, welche an dem Sattelkörper 3 angebracht sind, sind gleitbar in dem Träger 7 vorgesehen. Der Sattelkörper 3 wird mittels der Gleitstifte 8 (die Mittelachse des Gleitstifts 8 ist in Fig. 3 dargestellt) geführt, so dass der Sattelkörper 3 in axialer Richtung des Scheibenrotors 2 eine Gleitbewegung ausführen kann. As shown in FIGS. 1 to 5, in the case of an electrically actuatable disc brake 1, a caliper body 3 is arranged on one side (generally on an inner side with respect to a vehicle body) of a disc rotor 2 , which is together with a wheel (not shown) can turn. The saddle body 3 is integrally connected to a generally C-shaped claw area 4 , which extends over the disc rotor 2 over to the other side of the disc rotor 2 . Brake pads 5 and 6 are arranged on opposite sides of the disc rotor 2 , ie between the disc rotor 2 and the saddle body 3 or between the disc rotor 2 and a distal end region of the claw region 4 . The brake pads 5 and 6 are mounted by means of a carrier 7 , which is fixed relative to the vehicle body, so that the brake pads 5 and 6 are movable in an axial direction of the disc rotor 2 and a braking torque is absorbed by the carrier 7 . Slide pins 8 , which are attached to the saddle body 3 , are slidably provided in the carrier 7 . The saddle body 3 is guided by means of the sliding pins 8 (the central axis of the sliding pin 8 is shown in FIG. 3), so that the saddle body 3 can slide in the axial direction of the disc rotor 2 .

In dem Sattelkörper 3 sind ein elektrischer Motor 9, ein Differential-Reduktionsmechanismus 10 (ein Reduktionsmechanismus) zum Reduzieren der Drehung des elektrischen Motors 9, ein Kugelrampenmechanismus 12 (ein Wandlermechanismus) zum Umwandeln der Drehung des elektrischen Motors 9 in eine linear Bewegung nach der Geschwindigkeitsreduktion durch den Differential- Reduktionsmechanismus 10, um dadurch eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens 11 zu bewirken, welcher gegen den Bremsklotz 5 anstößt, und ein Klotzverschleiß- Kompensationsmechanismus 13 zum Anpassen einer Position des Kolbens 11 gemäß dem Grad des Verschleißes der Bremsklötze 5 und 6 vorgesehen. In the saddle body 3 are an electric motor 9 , a differential reduction mechanism 10 (a reduction mechanism) for reducing the rotation of the electric motor 9 , a ball ramp mechanism 12 (a converter mechanism) for converting the rotation of the electric motor 9 into a linear movement after the speed reduction by the differential reduction mechanism 10 to thereby reciprocate a piston 11 abutting against the brake pad 5 and a pad wear compensation mechanism 13 for adjusting a position of the piston 11 according to the degree of wear of the brake pads 5 and 6 intended.

Der elektrische Motor 9 weist einen Stator 14 auf, der an den Sattelkörper 3 angebracht ist, und einen Rotor 17 mit einem hohlen Aufbau, der mittels des Sattelkörpers 3 durch Lager 15 und 16 drehbar gelagert ist. Der Rotor 17 wird gemäß einer Antriebsspannung von einer Steuerung (nicht dargestellt) gedreht, die durch einen Anschluss 18 an dem elektrischen Motor 9 angeschlossen ist. Eine Winkelposition des Rotors 17 wird mittels eines Drehmelders 19 erfasst, der an dem Rotor 17 angebracht ist, und so kann der Rotor 17 durch einen gewünschten Winkel hindurch gedreht werden. The electric motor 9 has a stator 14 which is attached to the saddle body 3 and a rotor 17 with a hollow structure which is rotatably supported by means of the saddle body 3 through bearings 15 and 16 . The rotor 17 is rotated according to a drive voltage by a controller (not shown) which is connected to the electric motor 9 through a connection 18 . An angular position of the rotor 17 is detected by a resolver 19 attached to the rotor 17 , and so the rotor 17 can be rotated through a desired angle.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 6 bis 8 zusätzlich zu den oben genannten Zeichnungen der Differential- Reduktionsmechanismus beschrieben. The differential reduction mechanism will now be described with reference to FIGS. 6 to 8 in addition to the above drawings.

In dem elektrischen Motor 9 ist eine exzentrische Welle 20, die einen hohlen Aufbau hat, integral mit dem Rotor 17 verbunden. Ein zylindrisches externes Zahnradelement 21 (ein Zahnradelement) ist drehbar an einer äußeren Umfangsfläche der exzentrische Welle 20 durch ein Lager 22 angebracht. Ein hohler Raum innerhalb der exzentrischen Welle 20 hat einen kreisförmigen Querschnitt mit einer koaxialen Beziehung mit der exzentrischen Welle 20 und erstreckt sich außerdem von der exzentrischen Welle 20 aus um eine axiale Länge 1 in einen Körper des Rotors 17 hinein. Der Grund für diese Anordnung wird später beschrieben. Das äußere Zahnradelement 21 beinhaltet einen Satz von externen Eingabezähnen 23 und einen Satz von externen Ausgabezähnen 24, ausgebildet auf entgegengesetzten Seiten in axialer Richtung des externen Zahnradelements 21. Ein festes Ringzahnrad 25 mit internen Zähnen, die dazu angepasst sind, mit den externen Eingabezähnen 23 des externen Zahnradelements 21 zu kämmen, ist an dem Sattelkörper 3 mittels Bolzen 26 angebracht. Die externen Ausgabezähne 24 kämmen mit internen Zähnen eines integral mit einer Drehscheibe 27 des Kugelrampenmechanismus 12 ausgebildeten Ringzahnrads 28. In the electric motor 9 , an eccentric shaft 20 , which has a hollow structure, is integrally connected to the rotor 17 . A cylindrical external gear member 21 (a gear member) is rotatably attached to an outer peripheral surface of the eccentric shaft 20 through a bearing 22 . A hollow space within the eccentric shaft 20 has a circular cross section with a coaxial relationship with the eccentric shaft 20 and also extends from the eccentric shaft 20 by an axial length 1 into a body of the rotor 17 . The reason for this arrangement will be described later. The outer gear member 21 includes a set of external input teeth 23 and a set of external output teeth 24 formed on opposite sides in the axial direction of the external gear member 21 . A fixed ring gear 25 with internal teeth that are adapted to mesh with the external input teeth 23 of the external gear element 21 is attached to the saddle body 3 by means of bolts 26 . The external output teeth 24 mesh with internal teeth of a ring gear 28 integrally formed with a turntable 27 of the ball ramp mechanism 12 .

Es wird angenommen, dass die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 des externen Zahnradelements 21 durch Z1 bezeichnet wird, die Anzahl der internen Zähne des festen Ringzahnrads 25 durch Z2 bezeichnet wird, die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Ausgabezähnen 24 durch 23 bezeichnet wird und die Anzahl der internen Zähne des Ringzahnrads 28 durch 24 bezeichnet wird. In dieser Ausführungsform sind die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 und die Anzahl Z2 der Zähne des festen Ringzahnrads 24 gleich gemacht (Z1 = Z2). Wenn die exzentrische Welle 20 sich dreht, führt daher der Satz von externen Eingabezähnen 23 eine orbitale Bewegung aus, ohne sich an seiner Mittelachse zu drehen (die Fig. 7 zeigt ein anderes Beispiel, in welchem die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 und die Anzahl Z2 der Zähne des festen Ringzahnrads 25 unterschiedlich sind). It is assumed that the number of teeth of the set of external input teeth 23 of the external gear element 21 is designated by Z1, the number of internal teeth of the fixed ring gear 25 is designated by Z2, the number of teeth of the set of external output teeth 24 by 23 is designated and the number of internal teeth of the ring gear 28 is designated by 24. In this embodiment, the number Z1 of teeth of the set of external input teeth 23 and the number Z2 of teeth of the fixed ring gear 24 are made equal (Z1 = Z2). Therefore, when the eccentric shaft 20 rotates, the set of external input teeth 23 makes an orbital movement without rotating on its central axis ( Fig. 7 shows another example in which the number Z1 of teeth of the set of external input teeth 23 and the number Z2 of the teeth of the fixed ring gear 25 are different).

Der Kugelrampenmechanismus 12 weist die Drehscheibe 27 auf, welche mittels des Sattelkörpers 3 durch ein Lager 29 (ein Axiallager) so gelagert ist, dass die Drehscheibe 27 drehbar ist und an einer axialen Bewegung gehindert wird, und eine linear angetriebene Scheibe 30, die axial beweglich gelagert ist. Kugelnuten 31 und 32 (am Boden geneigten Nuten) sind in der Drehscheibe 27 bzw. der linear angetriebenen Scheibe 30 so ausgeformt, dass sie zueinander hinweisen. Kugeln 33 als Wälzelemente sind zwischen den Kugelnuten 31 und den Kugelnuten 32 vorgesehen. Wenn die Drehscheibe 27 sich dreht, rollen die Kugeln 33 innerhalb der Kugelnuten 31 und 32 und bewirken so eine axiale Bewegung der linear angetriebenen Scheibe 30 gemäß einem Drehwinker der Drehscheibe 27. The ball ramp mechanism 12 has the turntable 27 , which is supported by means of the saddle body 3 through a bearing 29 (an axial bearing) so that the turntable 27 is rotatable and is prevented from axial movement, and a linearly driven disk 30 , which is axially movable is stored. Ball grooves 31 and 32 (grooves inclined at the bottom) are formed in the turntable 27 and the linearly driven disk 30 in such a way that they point towards one another. Balls 33 as rolling elements are provided between the ball grooves 31 and the ball grooves 32 . When the turntable 27 rotates, the balls 33 roll within the ball grooves 31 and 32, thus causing the linearly driven disk 30 to move axially according to a rotation angle of the turntable 27 .

Der Klotzverschleißmechanismus 13 weist einen Begrenzer 34 zwischen dem Rotor 17 des elektrischen Motors 9 und der linear angetriebenen Scheibe 30 auf, um die relative Drehung zwischen dem Rotor 17 und der linear angetriebenen Scheibe 30 auf einen vorbestimmten Betrag zu begrenzen. Der Begrenzer 34 ist elastisch durch eine Schraubenfeder 36 mit einem Federhalter 35 verbunden, der integral mit einem zylindrischen Bereich 30a der linear angetriebenen Scheibe 30 verbunden ist. Durch diese Anordnung wird das Drehmoment des Rotors 17 auf die linear angetriebene Scheibe 30 übertragen und, wenn extra Zwischenräume zwischen den Bremsklötzen 5 und 6 und dem Kolben 11 aufgrund des Verschleißes der Bremsklötze 5 und 6 erzeugt werden, wird die linear angetriebene Scheibe 30 gedreht und der Kolben 11 mittels einer Anpassschraube 37 vorwärts bewegt, die zwischen der linear angetriebenen Scheibe 30 und dem Kolben 11 vorgesehen ist, um dadurch einen Betrag des Verschleißes der Bremsklötze 5 und 6 zu kompensieren. Dieser Klotzverschleiß-Kompensationsmechanismus bildet nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Daher wird auf eine weitere Erläuterung des Klotzverschleiß- Kompensationsmechanismus verzichtet. The pad wear mechanism 13 has a limiter 34 between the rotor 17 of the electric motor 9 and the linearly driven disk 30 to limit the relative rotation between the rotor 17 and the linearly driven disk 30 to a predetermined amount. The limiter 34 is elastically connected by a coil spring 36 to a spring holder 35 which is integrally connected to a cylindrical region 30 a of the linearly driven disc 30 . With this arrangement, the torque of the rotor 17 is transmitted to the linearly driven disk 30 and, if extra spaces are created between the brake pads 5 and 6 and the piston 11 due to the wear of the brake pads 5 and 6 , the linearly driven disk 30 is rotated and the piston 11 moves forward by means of an adjusting screw 37 provided between the linearly driven disc 30 and the piston 11 , thereby compensating for an amount of wear of the brake pads 5 and 6 . This block wear compensation mechanism is not the subject of the present invention. Therefore, further explanation of the block wear compensation mechanism will be omitted.

Nun wird die Arbeitsweise der auf die oben erwähnte Art und Weise angeordneten Scheibenbremse beschrieben. Now the way of working in the manner mentioned above and Disc brake arranged so described.

Während des Bremsens erfasst die Steuerung eine auf ein Bremspedal aufgebrachte Bremskraft des Fahrers (oder einen Betrag der Auslenkung des Bremspedals) durch einen Bremspedalsensor. Auf der Grundlage des erfassten Wertes bringt die Steuerung eine Antriebsspannung durch einen Antriebsschaltkreis auf den elektrischen Motor 9 der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse 1 für jedes Rad auf, um so den Rotor 17 durch einen vorbestimmten Drehwinkel hindurch mit einem vorbestimmten Drehmoment zu drehen. Eine Drehung des Rotors 17 wird bei einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis mittels des Differential- Reduktionsmechanismus 10 reduziert und mittels des Kugelrampenmechanismus 12 in eine lineare Bewegung umgewandelt, um dadurch den Kolben 11 in Vorwärtsrichtung zu bewegen. Ein Bremsklotz 5 wird gegen den Scheibenrotor 2 mittels des Kolbens 11 gedrückt, und eine Reaktionskraft wird auf den Sattelkörper 3 ein, welcher sich seinerseits entlang führenden Bereichen des Trägers 7 für die Gleitstifte 8 bewegt, und der Klauenbereich 4 drückt den anderen Bremsklotz 6 gegen den Scheibenrotor 2. So kann der Frequenz eine Bremskraft gemäß einer Pedalkraft steuern. Zum Reduzieren einer Bremskraft wird der elektrische Motor 9 rückwärts gedreht, um dadurch den Kolben 11 in einer Rückwärtsrichtung zu bewegen und die Bremsklötze 5 und 6 weg von dem Scheibenrotor 12 voneinander zu trennen. During braking, the controller detects a driver's braking force applied to a brake pedal (or an amount of brake pedal deflection) by a brake pedal sensor. Based on the detected value, the controller applies a drive voltage through a drive circuit to the electric motor 9 of the electrically actuated disc brake 1 for each wheel so as to rotate the rotor 17 through a predetermined rotation angle with a predetermined torque. Rotation of the rotor 17 is reduced at a predetermined reduction ratio by means of the differential reduction mechanism 10 and converted into a linear movement by means of the ball ramp mechanism 12 , to thereby move the piston 11 in the forward direction. A brake pad 5 is pressed against the disc rotor 2 by means of the piston 11 , and a reaction force is exerted on the caliper body 3 , which in turn moves along leading areas of the carrier 7 for the sliding pins 8 , and the claw area 4 presses the other brake pad 6 against the Disc rotor 2 . So the frequency can control a braking force according to a pedal force. To reduce a braking force, the electric motor 9 is rotated backward, thereby moving the piston 11 in a reverse direction and separating the brake pads 5 and 6 away from the disc rotor 12 .

Die Steuerung erfasst Zustände eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit jedes Rads, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Beschleunigung des Fahrzeugs, einen Lenkwinkel, eine seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs, etc., durch verschiedene Arten von Sensoren. Auf der Basis der erfassten Werte wird eine Drehung des elektrischen Motors 9 gesteuert, um dadurch eine Ladedruckregelung, eine Antiblockierbremssteuerung, eine Traktionssteuerung, eine Fahrzeugstabilisierungssteuerung, etc., zu bewirken. The controller detects conditions of a vehicle such as a rotational speed of each wheel, the speed of the vehicle, the acceleration of the vehicle, a steering angle, a lateral acceleration of the vehicle, etc. by various types of sensors. Based on the detected values, rotation of the electric motor 9 is controlled to thereby effect boost pressure control, anti-lock brake control, traction control, vehicle stabilization control, etc.

Wenn sich der. Rotor 17 dreht, verursacht in dem Differential- Reduktionsmechanismus 10 die exzentrische Welle 20 eine exzentrische Drehung des externen Zahnradelements 21. In einer ersten Ausführungsform sind die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 an dem externen Zahnradelement 21 und die Anzahl Z2 der internen Zähne des festen Ringzahnrads 25 gleich (Z1 = Z2). Daher arbeiten der Satz von externen Eingabezähnen 23 und das feste Ringzahnrad 25 als Oldham-Mechanismus, und der Satz von externen Eingabezähnen 23, d. h. das externe Zahnradelement 21, führen eine orbitale Bewegung durch, ohne sich an seiner Mittelachse zu drehen. Demzufolge führt auch der Satz von externen Ausgabezähnen 24 (die Anzahl der Zähne: Z3) eine orbitale Bewegung aus, ohne sich an seiner Mittelachse zu drehen, wodurch eine Drehung des Ringzahnrads 28 (Anzahl der Zähne: Z4) verursacht wird und die Drehscheibe 27 betrieben wird. Es sollte beachtet werden, dass der hohle Raum innerhalb der exzentrischen Welle 20 sich um die Länge l weiter in den Rotor hinein erstreckt. Das heißt, der hohle Raum erstreckt sich bis zu einem Bereich 17a des Körpers des Rotors 17. Durch Verbinden der exzentrischen Welle 20 mit dem Rotor 17 wird eine unbalancierte Masse entsprechend der exzentrischen Welle 20 zu dem Rotor 17 hinzugefügt. Aufgrund der Verlängerung des hohlen Raums in den Körper des Rotors 17 hinein wird jedoch eine Masse von dem Körper des Rotors bei seiner exzentrischen Position subtrahiert. Daher kann eine Drehbalance des Rotors 17 erzielt werden durch Einstellen eines Durchmessers ∅d des hohlen Raums der exzentrischen Welle 20. If the. Rotor 17 rotates, in the differential reduction mechanism 10, the eccentric shaft 20 causes the external gear member 21 to eccentrically rotate. In a first embodiment, the number Z1 of teeth of the set of external input teeth 23 on the external gear element 21 and the number Z2 of the internal teeth of the fixed ring gear 25 are the same (Z1 = Z2). Therefore, the set of external input teeth 23 and the fixed ring gear 25 operate as an Oldham mechanism, and the set of external input teeth 23 , that is, the external gear member 21 , perform an orbital motion without rotating on its central axis. Accordingly, the set of external output teeth 24 (the number of teeth: Z3) performs an orbital motion without rotating on its central axis, causing the ring gear 28 (number of teeth: Z4) to rotate and the turntable 27 to operate becomes. It should be noted that the hollow space within the eccentric shaft 20 extends the length l further into the rotor. That is, the hollow space extends to an area 17 a of the body of the rotor 17th By connecting the eccentric shaft 20 to the rotor 17 , an unbalanced mass corresponding to the eccentric shaft 20 is added to the rotor 17 . However, due to the elongation of the hollow space into the body of the rotor 17 , a mass is subtracted from the body of the rotor at its eccentric position. Therefore, a rotational balance of the rotor 17 can be achieved by setting a diameter ∅d of the hollow space of the eccentric shaft 20 .

In dieser Ausführungsform wird ein Rotationsverhältnis N1 der Drehscheibe 27 zu dem Rotor 17 durch N1 = 1 - Z3/Z4 bezeichnet, und ein Reduktionsverhältnis α1 des Differential- Reduktionsmechanismus 10 wird durch α1 = 1/N1 = 1/(1 - Z3/Z4) bezeichnet. Eine Auslenkung X der linear angetriebenen Scheibe 30 relativ zu einem Drehwinkel θ des Rotors 17 wird durch X = (L/360) × (θ/α1) bezeichnet, wobei L eine Neigung (eine Ganghöhe) der Kugelnut des Kugelrampenmechanismus 12 bezeichnet. In this embodiment, a rotation ratio N1 of the turntable 27 to the rotor 17 is denoted by N1 = 1 - Z3 / Z4, and a reduction ratio α1 of the differential reduction mechanism 10 is denoted by α1 = 1 / N1 = 1 / (1 - Z3 / Z4) designated. A deflection X of the linearly driven disk 30 relative to an angle of rotation θ of the rotor 17 is denoted by X = (L / 360) × (θ / α1), where L denotes an inclination (a pitch) of the ball groove of the ball ramp mechanism 12 .

Ein gewünschtes Reduktionsverhältnis kann so erzielt werden durch Einstellen der Anzahl der Zähne des Satzes von externen Ausgabezähnen 24 und der Anzahl der Zähne des Ringzahnrads 28, so dass ein hohes Reduktionsverhältnis einfach erzielt werden kann. Demzufolge kann der elektrische Motor 9 in der Größe reduziert werden, und der Energieverbrauch kann reduziert werden, so dass die elektrisch betätigbare Scheibenbremse 1 in der Größe reduziert und einfach an einem Fahrzeug angebracht werden kann. Der Differential- Reduktionsmechanismus 10 wird durch nur einen Zahnradmechanismus ausgebildet, anders als bei den herkömmlichen oben erwähnten Techniken, die Stifte, Öffnungen, Kugeln, etc. verwenden. Daher kann die Notwendigkeit für eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erzielt werden, und eine gewünschte Festigkeit kann einfach erhalten werden. Jedes Zahnrad des Differential-Reduktionsmechanismus 10 kann durch Bearbeiten in einer relativ einfachen Art und Weise ausgeformt werden, unter Verwendung von herkömmlichen Maschinen, was zu geringen Herstellkosten führt. Obwohl die Beziehung Z1 = Z2 in dieser Ausführungsform gilt, können die gleichen Effekte wie die dieser Ausführungsform ausgeübt werden, indem eine Anordnung gebaut wird, in welcher Z1 und Z2 unterschiedlich voneinander sind und Z3 und Z4 gleich sind, oder eine Anordnung, bei welcher Z1 und Z2 unterschiedlich voneinander sind und Z3 und Z4 ebenfalls unterschiedlich voneinander sind. A desired reduction ratio can thus be achieved by adjusting the number of teeth of the set of external output teeth 24 and the number of teeth of the ring gear 28 so that a high reduction ratio can be easily achieved. As a result, the electric motor 9 can be reduced in size, and the power consumption can be reduced, so that the electrically operated disc brake 1 can be reduced in size and easily attached to a vehicle. The differential reduction mechanism 10 is formed by only one gear mechanism, unlike the conventional techniques mentioned above, which use pins, openings, balls, etc. Therefore, the need for high machining accuracy can be achieved and a desired strength can be easily obtained. Each gear of the differential reduction mechanism 10 can be machined in a relatively simple manner using conventional machines, resulting in low manufacturing costs. Although the relationship Z1 = Z2 holds in this embodiment, the same effects as that of this embodiment can be exerted by building an arrangement in which Z1 and Z2 are different from each other and Z3 and Z4 are the same, or an arrangement in which Z1 and Z2 are different from each other and Z3 and Z4 are also different from each other.

Nun wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse 1 dieser Ausführungsform ist die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 des externen Zahnradelements 21 kleiner als die Anzahl Z2 der internen Zähne an dem festen Ringzahnrad 25 (Z1 < Z2) und die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 und die Anzahl Z3 der Zähne des Satzes von externen Ausgabezähnen 24 sind gleich (Z1 = Z3). Die Module dieser Sätze von externen Zähnen sind gleich gemacht. In dieser Ausführungsform führt, wenn die exzentrische Welle 20 des Rotors 17 einer exzentrischen Drehung unterliegt, das externe Zahnradelement 21 eine orbitale Bewegung aus, während es sich an seiner Mittelachse dreht. Demzufolge führt der Satz von externen Ausgabezähnen 24 (Anzahl der Zähne: Z3) eine orbitale Bewegung aus, während er sich an seiner Mittelachse dreht, wodurch er das Ringzahnrad 28 (Anzahl der Zähne: Z4) dreht und die Drehscheibe 27 betätigt. A second embodiment of the present invention will now be described. In the electrically operated disc brake 1 of this embodiment, the number Z1 of the teeth of the set of external input teeth 23 of the external gear element 21 is smaller than the number Z2 of the internal teeth on the fixed ring gear 25 (Z1 <Z2) and the number Z1 of the teeth of the set of external input teeth 23 and the number Z3 of teeth of the set of external output teeth 24 are the same (Z1 = Z3). The modules of these sets of external teeth are made the same. In this embodiment, when the eccentric shaft 20 of the rotor 17 is eccentrically rotated, the external gear member 21 makes an orbital movement while rotating on its central axis. Accordingly, the set of external output teeth 24 (number of teeth: Z3) makes an orbital movement while rotating on its central axis, thereby rotating the ring gear 28 (number of teeth: Z4) and operating the turntable 27 .

In dieser Ausführungsform wird ein Drehverhältnis N2 der Drehscheibe 27 zu dem Rotor 17 durch N2 = 1 - (Z2/Z1) × (Z3/Z4) = 1 - Z2/Z4 bezeichnet, und ein Reduktionsverhältnis α2 des Differential-Reduktionsmechanismus 10 wird durch α2 = 1/N = 1/(1 - Z2/Z4) bezeichnet. Die Auslenkung X der linear angetriebenen Scheibe 30 relativ zu dem Drehwinkel θ des Rotors 17 wird durch X = (L/360) × (θ/α2) bezeichnet, wobei L die Neigung (die Ganghöhe) der Kugelnut des Kugelrampenmechanismus 12 bezeichnet. In this embodiment, a rotation ratio N2 of the turntable 27 to the rotor 17 is denoted by N2 = 1 - (Z2 / Z1) × (Z3 / Z4) = 1 - Z2 / Z4, and a reduction ratio α2 of the differential reduction mechanism 10 is denoted by α2 = 1 / N = 1 / (1 - Z2 / Z4). The deflection X of the linearly driven disk 30 relative to the angle of rotation θ of the rotor 17 is denoted by X = (L / 360) × (θ / α2), where L denotes the inclination (pitch) of the ball groove of the ball ramp mechanism 12 .

Mit dieser Anordnung können die gleichen Arbeitseffekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden. In der zweiten Ausführungsform kann außerdem ein Reduktionsverhältnis, das höher ist als das der ersten Ausführungsform, einfach erhalten werden. Da der Satz von externen Eingabezähnen 23 und der Satz von externen Ausgabezähnen 24 des externen Zahnradelements 21 in der Anzahl der Zähne und dem Modul gleich gemacht sind, können die externen Ausgabezähne 24 und die externen Eingabezähne 23 durch Zahnradschneiden gleichzeitig ausgeformt werden, wodurch sich der Prozess zur Bearbeitung vereinfacht und die Herstellkosten reduzieren. With this arrangement, the same work effects as in the first embodiment can be obtained. In addition, in the second embodiment, a reduction ratio higher than that in the first embodiment can be easily obtained. Since the set of external input teeth 23 and the set of external output teeth 24 of the external gear member 21 are made equal in the number of teeth and the module, the external output teeth 24 and the external input teeth 23 can be simultaneously formed by gear cutting, thereby completing the process simplified for processing and reduce manufacturing costs.

In jeder Ausführungsform werden die externen Ausgabezähne 24 als Beispiel der Ausgabezähne des externen Zahnradelements 21 genommen. Dies begrenzt jedoch nicht die vorliegende Erfindung. Die Ausgabezähne können auch interne Zähne sein. In diesem Fall ist das Ringzahnrad 28 als ein externes Zahnrad vorgesehen und innerhalb des Zahnradelements 21 angeordnet. In each embodiment, the external output teeth 24 are taken as an example of the output teeth of the external gear member 21 . However, this does not limit the present invention. The output teeth can also be internal teeth. In this case, the ring gear 28 is provided as an external gear and arranged inside the gear element 21 .

Wie im Detail beschreiben worden ist, ist in einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse gemäß der vorliegenden Erfindung ein Reduktionsmechanismus durch eine exzentrische Welle, ein Zahnradelement mit einem Satz von externen Eingabezähnen und einem Satz von Ausgabezähnen, ein festes Ringzahnrad und ein Ringzahnrad ausgebildet. Durch diese Anordnung wird eine Differentialbewegung zwischen einem Rotor eines Motors und dem Ringzahnrad erzeugt, was zu einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis führt. Daher kann ein hohes Reduktionsverhältnis einfach erzielt werden. Da der Reduktionsmechanismus durch nur einen Zahnradmechanismus ausgebildet ist, anders als bei den herkömmlichen Techniken, die Stifte, Öffnungen, Kugeln, etc., verwenden, kann die Notwendigkeit für eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit reduziert werden, und die gewünschte Festigkeit kann einfach erhalten werden. Außerdem kann jedes Zahnrad des Reduktionsmechanismus ausgebildet werden durch Bearbeiten auf relativ einfache Art und Weise unter Verwendung von herkömmlichen Bearbeitungsmaschinen, was zu geringen Herstellkosten führt. In einer Ausführungsform der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung weist der Satz von Ausgabezähnen externe Zähne auf. As has been described in detail, one is electrical actuatable disc brake according to the present invention a reduction mechanism by an eccentric shaft Gear element with a set of external input teeth and a set of output teeth, a fixed ring gear and a Ring gear formed. With this arrangement, a Differential movement between a rotor of a motor and the ring gear generated, resulting in a predetermined Reduction ratio leads. Therefore, a high one Reduction ratio can be easily achieved. Since the Reduction mechanism by only one gear mechanism is different from traditional techniques, the pins, openings, balls, etc., can use the Reduced need for high machining accuracy and the desired strength can be easily obtained become. In addition, each gear of the reduction mechanism be trained by editing in a relatively simple manner and way using conventional Processing machines, which leads to low manufacturing costs. In one embodiment, the electrically operated Disc brake of the present invention comprises the set of Output teeth on external teeth.

In einer anderen Ausführungsform der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung weist der Satz von Ausgabezähnen externe Zähne auf, und die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des Satzes von Ausgabezähnen des Zahnradelements sind gleich gemacht. Daher können die externen Eingabezähne und die Ausgabezähne integral miteinander gleichzeitig ausgeformt werden, was zu geringen Herstellkosten führt. In another embodiment, the electrically operated Disc brake of the present invention comprises the set of Output teeth on external teeth, and the number of teeth on the Set of external input teeth and the number of teeth of the set of output teeth of the gear member are the same made. Therefore, the external input teeth and the Output teeth molded integrally with each other at the same time become, which leads to low manufacturing costs.

Claims

1. Electrically actuated disc brake with an electric motor; a reduction mechanism for reducing the rotation of a rotor of the electric motor; and a conversion mechanism for converting the rotation provided by the reduction mechanism into linear motion, wherein brake pads are pressed against a disc rotor by the conversion mechanism to thereby generate a braking force, the reduction mechanism comprising:
an eccentric shaft connected to the rotor of the motor;
a gear member rotatably attached to the eccentric shaft with a set of external input teeth and a set of output teeth adapted to rotate with each other uniformly;
a fixed ring gear with internal teeth adapted to mesh with the external input teeth; and
a ring gear that is adapted to mesh with the output teeth and operate the conversion mechanism.

2. Electrically actuated disc brake according to claim 1, where the number of teeth of the set of external Input teeth and the number of teeth of the fixed Ring gear are the same.

3. Electrically actuated disc brake according to claim 1 or 2, the set of output teeth external teeth having.

4. Electrically actuated disc brake according to claim 3, where the number of teeth of the set of external Input teeth and the number of teeth of the set of Output teeth are the same.